《液压与气压传动》-第6章

6.1液压阀概述在液压系统中主要用于调节和控制工作液体的压力、流量和方向，保证执行元件按照要求进行工作的元件称作控制元件，也称液压阀。液压阀的品种繁多，即使同一类型的元件，应用场合不同，用途也有差异。6.1.1液压阀的分类液压阀有多种分类方法，通常可按用途、结构形式、控制方式、安装连接形式等进行分类。下一页返回6.1液压阀概述

1．按用途分类1）压力控制阀用来控制或调节系统中流体压力的元件，常称为压力阀，如溢流阀、减压阀、顺序阀等。2）流量控制阀用来控制或调节系统中流体流量的元件，常称为流量阀，如节流阀、调速阀、溢流节流阀、分流集流阀等。3）方向控制阀用来控制和改变系统中流体流动方向的元件，常称为方向阀，如单向阀、梭阀、液控单向阀、换向阀等。上一页下一页返回6.1液压阀概述

4）逻辑阀专门用来实现固定的逻辑功能和逻辑运算的元件，称为逻辑阀。2．按结构形式分类液压阀按结构形式可分为滑阀、锥阀、球阀、截止阀等。图6-1给出了常用的四种结构形式。1）滑阀阀芯为圆柱形、阀芯台肩的直径分别为D和d；与进、出油口对应的阀体上开有沉割槽，一般为全圆周沉割槽。阀芯在阀体孔内做相对运动，开启或关闭阀口，x为阀口开度。上一页下一页返回6.1液压阀概述

因滑阀为间隙密封，因此为保证封闭油腔的密封性，除阀芯与阀体孔的径向间隙尽可能小外，还需要有一定的密封长度。这样，在开启阀口时阀芯需先移动一段距离（等于密封长度），即滑阀的运动存在一个“死区”。2）锥阀锥阀的阀芯半锥角一般为12°～20°，有时为45°。阀口关闭时为线密封，不仅密封性能好，而且开启阀口时无“死区”，阀芯稍有位移即开启，动作灵敏。锥阀只能有一个进油口和一个出油口，因此又称为二通锥阀。3）球阀球阀的性能与锥阀相同。上一页下一页返回6.1液压阀概述

3．按控制方式分类1）定值或开关控制阀定值或开关控制阀借助于手轮、手柄、凸轮、电磁铁、弹簧等来开启、关闭流体通道，定值控制流体的压力或流量。定值或开关控制阀包括普通控制阀、插装阀、叠加阀。2）比例控制阀比例控制阀输出量与输入量成比例，多用于开环控制系统。比例控制阀包括普通比例阀和带内反馈的比例控制阀。上一页下一页返回6.1液压阀概述

3）伺服控制阀伺服控制阀以系统输入信号和反馈信号的偏差信号作为阀的输入信号，成比例地控制系统的压力、流量，多用于精度要求高、响应快速的闭环控制系统。伺服控制阀包括机液伺服阀、电液伺服阀和气动伺服阀。4．按安装连接形式分类1）管式连接管式连接是指阀体上流体的进出口由螺纹或法兰直接与管道连接，安装方式简单，但元件分散布置，装卸、维修不方便。一般情况下，螺纹连接多用于小流量系统，法兰式连接多用于通径为32mm以上的大流量系统。上一页下一页返回6.1液压阀概述

2）板式连接板式连接是指阀体上流体的进出口通过连接板与管道连接，或者安装在集成块的侧面或通油板的顶面由集成块或油路板沟通阀与阀之间的通路，并外接其他元件，如液压泵、油箱、缸等。用这种连接形式，元件布置集中，操纵、调整、维修都比较方便。3）插装式连接（插装阀）插装式连接是根据不同功能将阀芯和阀套单独做成组件（插入件），插入专门设计的阀块组成回路，不仅结构紧凑，而且具有一定的互换性。插装式连接是多用于高压、大流量液压系统。上一页下一页返回6.1液压阀概述

4）叠加式连接（叠加阀）叠加阀是板式连接阀的一种发展形式，阀的上、下面为安装面，阀上的流体进出口都在这两个面上。使用时，相同通径、功能各异的阀通过螺栓串联叠加安装在底板上，对外连接的进出管道由底板引出。由叠加阀组成的液压系统占地面积小，设计制造周期短，配置灵活，工作可靠。上一页下一页返回6.1液压阀概述

6.1.2液压阀的基本性能参数1．公称通径公称通径代表阀的通流能力大小。与阀进出口连接的管道规格，应与阀的通径相一致。阀工作时的实际流量应小于或等于它的额定流量，最大不超过额定流量的1.1倍。2．额定压力额定压力是控制阀长期工作所允许的最高压力。对于压力控制阀，实际最高压力有时还与阀的调压范围有关；对于换向阀，实际最高压力还受其功率极限的限制。上一页下一页返回6.1液压阀概述

6.1.3液压阀的基本要求（1）动作灵敏，使用可靠，工作时冲击和振动要小。（2）阀口全开时，流体压力损失小；阀口关闭时，密封性能好。（3）所控制的参量（压力或流量）稳定，受外界干扰时变化量要小。（4）结构紧凑，安装、调试、维护方便，通用性好。上一页返回6.2液压阀的共性问题6.2.1阀口形式液压阀的阀口形式及其通流截面面积的计算公式见表6-1。6.2.2液动力很多液压阀采用滑阀式结构。滑阀在阀芯移动、改变阀口的开口大小或启闭时控制了液流，同时也产生液动力。液动力对液压阀的性能有重大的影响。由第3章中液流的动量定理可知，作用在阀芯上的液动力有稳态液动力和瞬态液动力两种。下一页返回6.2液压阀的共性问题

1．稳态液动力稳态液动力是阀芯移动完毕，开口固定之后，液流流过阀口时因动量变化而作用在阀芯上的力。图6-2所示为油液流过阀口的两种情况。取阀芯两凸肩间的腔中的液体为控制体，对它列写动量方程，根据式（3-23），可得这两种情况下的轴向液动力都是其方向都是促使阀口关闭的。稳态液动力对滑阀性能的影响是加大了操纵滑阀所需的力。上一页下一页返回6.2液压阀的共性问题

2．瞬态液动力瞬态液动力是滑阀在移动过程中（即开口大小发生变化时）阀腔中液流因加速或减速而作用在阀芯上的力。这个力只与阀芯移动速度有关，与阀口开度无关。图6-4所示为阀芯移动时出现瞬态液动力的情况。当阀口开度发生变化时，阀腔内长度为l的那部分油液的轴向速度也发生变化，也就是出现了加速或减速，于是阀芯就受到了一个轴向反作用力Fbt，这就是瞬态液动力。很明显，若流过阀腔的瞬时流量为q，阀腔的截面积为As，阀腔内加速或减速部分油液的质量为m0，阀芯移动的速度为v，上一页下一页返回6.2液压阀的共性问题

则有上一页下一页返回6.2液压阀的共性问题

滑阀上瞬态液动力的方向，视油液流入还是流出阀腔而定。图6-4（a）中油液流出阀腔，则阀口开度加大时长度为l的那部分油液加速，开度减小时油液减速，两种情况下瞬态液动力作用方向都与阀芯的移动方向相反，起着阻止阀芯移动的作用，相当于一个阻尼力。这时式（6-3）中的l取正值，并称为滑阀的“正阻尼长度”。反之，图6-4（b）中油液流入阀腔，阀口开度变化时引起液流流速变化的结果，都是使瞬态液动力的作用方向与阀芯移动方向相同，起着帮助阀芯移动的作用，相当于一个负的阻尼力。这种情况下式（6-3）中的l取负值，并称为滑阀的“负阻尼长度”。滑阀上的“负阻尼长度”是造成滑阀工作不稳定的原因之一。上一页下一页返回6.2液压阀的共性问题

滑阀上如果有几个阀腔串联在一起，阀芯工作的稳定与否就要看各个阀腔阻尼长度的综合作用结果。6.2.3卡紧力滑阀在工作时阀体孔和阀芯之间有很小的缝隙，当缝隙中有油液时，移动阀芯所需的力只需克服黏性摩擦力，数值应该是相当小的。然而实际情况并非如此，特别在中、高压系统中，当阀芯停止运动一段时间后（一般约5min），这个阻力可以大到几百牛，要使阀芯重新移动十分费力。这就是滑阀的液压卡紧现象。上一页下一页返回6.2液压阀的共性问题

引起液压卡紧的原因：①由于污物进入缝隙而使阀芯移动困难，②由于缝隙过小在油温升高时阀芯膨胀而卡死。但是主要的原因来自滑阀副几何形状误差和同轴度变化所引起的径向不平衡液压力，即液压卡紧力。图6-5所示为滑阀上产生径向不平衡力的几种情况。图6-5（a）所示为阀芯与阀孔无几何形状误差，轴心线平行但不重合的情况，这时阀芯周围缝隙内的压力分布是线性的（图中A1和A2线所示），且各向相等，因此阀芯上不会出现径向不平衡力。上一页下一页返回6.2液压阀的共性问题

图6-5（b）所示为阀芯因加工误差而带有倒锥（锥部大端朝向高压腔），阀芯与阀孔轴心线平行但不重合的情况。阀芯受到径向不平衡压力的作用（图中曲线A1和A2间的阴影部分下同），使阀芯与阀孔间的偏心距越来越大，直到两者表面接触为止，这时径向不平衡力达到最大值。但是，如阀芯带有顺锥（锥部大端朝向低压腔），产生的径向不平衡力将使阀芯和阀孔间的偏心距减小。图6-5（c）所示为阀芯表面有局部突起，且突起在阀芯的高压端时，阀芯受到的径向不平衡力将阀芯的高压端突起部分推向孔壁。当阀芯受到径向不平衡力作用而和阀孔接触后，缝隙中的液体被挤出，阀芯和阀孔间的摩擦变成半干摩擦乃至干摩擦，因而使阀芯重新移动时所需的力大大增加。为减少液压卡紧力，可采取以下措施：上一页下一页返回6.2液压阀的共性问题

（1）提高阀的加工和装配精度，避免出现偏心。（2）在阀芯台肩上开平衡径向力的均压槽，槽的位置应尽可能靠近高压端。（3）使阀芯或阀套在轴向或圆周方向上产生高频小振幅的振动或摆动。（4）精细过滤油液。上一页下一页返回6.2液压阀的共性问题

6.2.4阀的泄漏特性锥阀不产生泄漏，滑阀则由于阀芯和阀孔间有一定的间隙，在压力作用下会产生泄漏。滑阀用作压力阀或方向阀时，压力油通过径向缝隙泄漏量的大小，是阀的性能指标之一。滑阀用作伺服阀时，实际的和理论的滑阀零开口特性之间的差别，也取决于泄漏特性。滑阀的泄漏量曲线如图6-6所示。滑阀的泄漏量可按式（3-65）计算。为了减小泄漏，应尽量使阀芯和阀孔同心，还应提高制造精度。上一页下一页返回6.2液压阀的共性问题

滑阀在某一位置停留时，通过缝隙泄漏的量随时间的增加而逐渐减小，但有时也出现相反的现象，即随时间的增加而增大。泄漏量减小，有人认为是油液中的污染物沉积所致；但也有人认为是由油液分子黏附在缝隙表面而使通流截面减小所致。泄漏量增大则是由在液压卡紧力作用下，阀芯和阀孔处于最大偏心状态所致。为了减小缝隙处的泄漏，往往要在阀芯上开出几条环形槽来。上一页返回6.3方向控制阀6.3.1单向阀常用的单向阀有普通单向阀、液控单向阀和机控单向阀。1．普通单向阀普通单向阀（单向阀）是一种只允许流体沿一个方向通过，而反向流动被截止的方向控制阀。要求其正向流通时压力损失小，反向截止时密封性能好。下一页返回6.3方向控制阀

1）结构和工作原理图6-7所示为单向阀的结构和工作原理，以液压单向阀为例，它由阀体1、阀芯2和弹簧3等组成。阀的连接形式为螺纹管式连接。阀体左端为流体进口A，右端为出口B。当进口有压力时，在压力p1的作用下，阀芯克服右端弹簧力右移，阀芯锥面离开阀座，阀口开启，流体经阀口、阀芯上的径向孔a和轴向孔b从右端流出。若流体反向，由右端进入，压力p2与弹簧力同方向作用，将阀芯锥面紧压在阀座孔上，阀口关闭，流体被截止不能通过。在这里，弹簧力很小，仅起复位作用，因此正向开启压力只需要0.03～0.05MPa；反向截止时，因锥阀阀芯与阀座孔为线密封，且密封力随压力增高而增大，因此密封性能良好。单向阀正向开启时，除克服弹簧力外，还需要克服液动力，因此进出口压力差（压力损失）为0.2～0.3MPa。上一页下一页返回6.3方向控制阀

在单向阀中，锥阀与阀座密封不严、密封面上有污物、弹簧歪斜等原因，都可能造成单向阀泄漏严重，不能起单向控制作用。管式连接的单向阀也称为直通式单向阀。板式连接的单向阀常称为直角式单向阀。2）应用液压单向阀常被安装在泵的出口，一方面防止系统的压力冲击影响泵的正常工作，另一方面在泵不工作时防止系统的油液倒流经泵回油箱。单向阀还被用来分隔高、低压油路以防止干扰，并与其他阀并联组成复合阀，如单向减压阀、单向节流阀等。当单向阀安装在系统的回油路使回油具有一定背压，或安装在泵的卸荷回路使泵维持一定的控制压力时，应更换刚度较大的弹簧，其正向开启压力为0.3～0.5MPa，此时该阀称为背压阀。上一页下一页返回6.3方向控制阀

2．液控单向阀液控单向阀除进出油口P1、P2外，还有一个控制油口Pc（图6-8）。当控制油口不通压力油而通回油箱时，液控单向阀的作用与普通单向阀一样，油液只能从P1到P2，不能反向流动。当控制油口通压力油时，就有一个向上的液压力作用在控制活塞的下面，推动控制活塞克服单向阀阀芯上端的弹簧力顶开单向阀阀芯使阀口开启，这样正、反向的液流均可自由通过。液控单向阀既可以对反向液流起截止作用且密封性好，又可以在一定条件下允许正、反向液流自由通过，因此多用在液压系统的保压或锁紧回路。液控单向阀根据控制活塞上腔的泄油方式不同分为内泄式［图6-8（a）］和外泄式［图6-8（b）］。上一页下一页返回6.3方向控制阀

图6-8（b）所示的卸载式单向阀在单向阀阀芯内装有卸载小阀芯。控制活塞上行时先顶开小阀芯使主油路卸压，然后再顶开单向阀阀芯，其控制压力仅为工作压力的4.5%。没有卸载小阀芯的液控单向阀的控制压力为工作压力的40%～50%。需要指出的是，控制油口不工作时，应使其通回油箱，否则控制活塞难以复位，单向阀反向不能截止液流。上一页下一页返回6.3方向控制阀

3．机控单向阀如图6-9所示，在单向阀阀芯1前加一个顶杆2，顶杆在弹簧3的作用下其顶端与阀芯有一定间隙，此时就像普通单向阀的作用一样，B管嘴到A管嘴可单向流通，A管嘴到B管嘴液流被截止。当外部机构顶动顶杆2，使其向左移动时会顶开单向阀阀芯1，而后A管嘴到B管嘴也可流通。飞机上常用这种阀在收上起落架和关闭轮舱护板动作之间进行协调，这种阀故又称协调活门，它在系统中串接于轮舱护板作动筒收上腔之前（A管嘴接油源，B管嘴接护板作动筒的收上腔）。上一页下一页返回6.3方向控制阀

在起落架收进轮舱后，起落架支柱碰撞协调活门的顶杆2右端，向左推动顶杆2并顶开单向阀阀芯1，高压油就由A管嘴进，B管嘴出，通向轮舱护板作动筒的收上腔，使轮舱护板关闭，这样就完成先收起落架后关轮舱护板的准确程序。协调活门上还有一个C管嘴与系统的回油路相通，其作用是当阀口由于密封不良而渗油时，可将渗油引导回油箱而不致使轮舱护板部分关闭。当顶杆被压向左移时，顶杆同时将C管嘴封闭，油液不再可能经C管嘴回油箱，只能从A管嘴到B管嘴去作动筒将轮舱护板正确关闭。上一页下一页返回6.3方向控制阀

6.3.2换向阀换向阀是利用阀芯与阀体的相对运动，使液流的通路接通、关断，或变换流动方向，从而使执行元件及其驱动机构启动、停止或变换运动方向。按结构形式，换向阀可分为滑阀式、转阀式、球阀式、截止式。按阀体连通的主油（气）路数，换向阀可分为二通、三通、四通等。按阀芯在阀体内的工作位置，换向阀可分为二位、三位、四位等。按操作阀芯运动的方式，换向阀可分为手动、机动、电磁动、液（气）动、电液（气）动等。按阀芯的定位方式，换向阀可分为钢球定位和弹簧复位两种。上一页下一页返回6.3方向控制阀

1．换向阀的结构原理1）手动（机动）换向阀手动换向阀和机动换向阀的阀芯运动是借助机械外力实现的。其中，手动换向阀又分为手动操纵和脚踏操纵两种；机动换向阀则通过运动部件（如机床工作台上的撞块）或凸轮推动阀芯运动，往往又称为行程阀。它们的共同特点是工作可靠。图6-10所示为液压用三位四通手动换向阀的结构和图形符号，用手操纵杠杆即可推动阀芯相对阀体移动，改变工作位置。图6-10（a）所示为弹簧钢球定位式。上一页下一页返回6.3方向控制阀

钢球定位式的阀芯在外力撤去后可固定在某一工作位置，适用于一个工作位置需停留较长时间的场合；图6-10（b）所示为弹簧自动复位式。弹簧复位或对中式的阀芯在外力撤去后将回复到常位。这种方式因具有“记忆”功能，特别适用于换向频繁且换向阀较多、要求动作可靠的场合。2）电磁换向阀图6-11所示为二位三通电磁换向阀，阀体左端安装的电磁铁可以是直流、交流或交流本整型的。在电磁铁不得电，无电磁吸力时，阀芯在右端弹簧力的作用下处于左极端位置（常位），油口P与A口通，B口不通。上一页下一页返回6.3方向控制阀

若电磁铁得电，会产生一个向右的电磁吸力通过推杆推动阀芯右移，则阀左位工作，油口P与B口通、A口不通。二位电磁换向阀除图6-11所示的弹簧复位式外，还有阀体两端均安装电磁铁的钢球定位式，其左端（右端）电磁铁得电推动阀芯向右（左）运动，到位后电磁铁失电，由钢球定位在左位（右位）工作。如果将两端电磁铁与弹簧对中机构组合，又可组成三位电磁换向阀，其电磁铁得电分别为左、右位，不得电为中位（常位）。因电磁吸力有限，电磁换向阀的最大通流量受到限制，当液压阀流量大于100L/min时，可用电磁换向阀作为先导阀，控制主阀的阀芯换向，主阀则选用液动换向阀。上一页下一页返回6.3方向控制阀

3）电液换向阀电液换向阀由电磁换向阀和液动换向阀组合而成。其中液动换向阀实现主油路的换向，称为主阀；电磁换向阀改变液动换向阀的控制油路方向，称为先导阀。因电液换向阀包含液动换向阀，即电液换向阀的主阀，因此液动换向阀不另作介绍。图6-12所示为三位四通电液换向阀的结构及图形符号。当电磁先导阀的电磁铁不得电时，三位四通电磁先导阀处于中位，液动主阀芯两端油室同时通回油箱，阀芯在两端对中弹簧的作用下也处于中位。上一页下一页返回6.3方向控制阀

若电磁先导阀右端电磁铁得电处于右位工作，控制压力油由P口经过电磁先导阀右位至油口B，然后经单向阀进入液动主阀芯的右端，而左端油室则经过电磁先导阀油口A回油箱，于是液动主阀芯向左移，阀右位工作，主油路的P口与B口通、A口与T口通。反之，电磁先导阀左端电磁铁得电，液动换向阀则在左位工作，主油路P口与A口通、B口与T口通。上一页下一页返回6.3方向控制阀

电液换向阀的控制压力油可以取自主油路P口（内控），也可以另设独立油源（外控）。采用内控式而主油路又需要卸载时，必须在主阀的P口安装一个预控压力阀，以保证最低控制压力，预控压力阀可以是开启压力为0.4MPa的单向阀。采用外控式时，独立油源的流量不得小于主阀最大流量的15%，以保证换向时间的要求。电液换向阀中电磁换向阀的回油口T可以单独引回油箱（外排），也可以在阀体内与主阀回油口T相通，然后一起接回油箱（内排）。上一页下一页返回6.3方向控制阀

2．滑阀的中位机能滑阀式换向阀处于中间位置或原始位置时，阀中各油口的连通方式称为换向阀的滑阀机能。滑阀机能直接影响执行元件的工作状态，不同的滑阀机能可满足系统的不同要求。对于三位四通（五通）滑阀，左、右工作位置用于执行元件的换向，中位则有多种机能以满足该执行元件处于非运动状态时系统的不同要求。下面主要介绍三位四通滑阀的几种常用中位机能。不同中位机能的滑阀，其阀体是通用的，仅阀芯的台肩尺寸和形状不同。上一页下一页返回6.3方向控制阀

3．换向阀的性能1）换向可靠性和换向平稳性换向阀的换向可靠性包括两个方面：换向信号发出后，阀芯能灵敏地移到预定的工作位置；换向信号撤出后，阀芯能在弹簧力的作用下自动恢复到常位。实际应用过程中造成换向阀不换向的原因如下：换向阀的电磁铁吸力不足以推动阀芯，电磁铁剩磁过大致使阀芯不复位，对中弹簧轴线歪斜，加工精度差或污物造成阀芯卡死等。上一页下一页返回6.3方向控制阀

在选用换向阀时，同一通径的电磁换向阀，其滑阀机能不同，可靠换向的压力和流量范围不同。产品样本上，一般用工作性能极限曲线表示。如图6-13所示，通过换向阀的最大通流量为100L/min。曲线1为将四通阀封闭一个油口用作三通阀的工作性能极限，其最大通流量为65L/min，额定压力下的通流量仅为16L/min。曲线2、3、4、5分别为H型、M型、Y型、P型机能四通阀的工作性能极限曲线。显然，其通流能力下降了许多。要求换向阀换向平稳，实际上就是要求换向时压力冲击要小。上一页下一页返回6.3方向控制阀

2）压力损失换向阀的压力损失包括阀口压力损失和流道压力损失。当阀体采用铸造流道，流道形状接近于流线时，流道压力损失可降到很小。对于电磁换向阀，因电磁铁行程较小，故阀口开度仅1.5～2.0mm，阀口流速较高，阀口压力损失较大。3）内泄漏量滑阀式换向阀为间隙密封，内泄漏不可避免。一般应尽可能减小阀芯与阀体孔的径向间隙，并保证其同心，同时阀芯台肩与阀体孔有足够的密封长度。在间隙和密封长度一定时，内泄漏量随工作压力的增高而增大。泄漏不仅带来功率损失，而且影响系统的正常工作。上一页下一页返回6.3方向控制阀

4．电磁球阀电磁球阀是一种以电磁铁的推力为驱动力推动钢球来实现油路通断的电磁换向阀。图6-14（a）所示为常开式二位三通电磁球阀。当电磁铁5断电时，弹簧6的推力作用在复位杆7上，将钢球4压在左阀座9上，切断A腔和O腔的通路，使P腔和A腔相通。电磁铁5通电时，电磁铁推力通过杠杆3、钢球2和推杆1作用在钢球4上，将它压在右阀座8上，使A腔和O腔相通，P腔封闭。图6-14（b）所示为其图形符号。上一页下一页返回6.3方向控制阀

电磁球阀的密封性好；反应速度快，它的换向时间仅0.03～0.04s，复位时间仅0.02～0.03s；换向频率也高，可达250次/min以上；对工作介质黏度的适应范围广；由于没有液压卡紧力，受液动力影响小，换向和复位所需的力很小，可应用于63MPa的高压；此外，它的抗污染能力也好。所以，电磁球阀在小流量系统中直接用于控制主油路，而在大流量系统中作为先导控制元件是非常普遍的。5．转阀转阀通过阀芯的旋转实现油路的通断和换向。图6-15所示为三位四通转阀的工作原理、图形符号和结构。图6-15（a）和图6-15（b）的左、中、右位置是相对应的。上一页下一页返回6.3方向控制阀

图6-15中，当阀芯处于图6-15（a）、（b）所示的中位时，P、A、B、T互不相通。当阀芯顺时针旋转一角度时，处于图6-15（a）、（b）右位所示状态，油口P和B相通，A和T相通。当阀芯逆时针旋转一角度时，处于图6-15（a）、（b）左位所示状态，则油口P和A相通，B和T相通，此时对应图6-15（c）所示状态。转阀可用手动或机动操纵。由于转阀径向力不平衡，旋转阀芯所需力较大，且密封性能差，故一般用于低压小流量场合，或作先导阀用。在航空领域中，转阀多用作飞机液压系统中的手动阀和供地面维护使用的阀（如油箱加油阀）等，也可用作选择活门（如起落架收放选择阀）。上一页下一页返回6.3方向控制阀

6.3.3多路换向阀多路换向阀是一种能控制多个液压执行机构的换向阀组合，它是以两个以上的换向阀为主体，集换向阀、单向阀、安全阀、补油阀、分流阀、制动阀等于一体的多功能集成阀。多路换向阀具有结构紧凑、管路简单、压力损失小等特点，因此被广泛应用于工程机械、起重运输机械及其他要求操纵多个执行元件运动的行走机械。上一页下一页返回6.3方向控制阀

多路换向阀可由手动换向阀组合，也可由电液比例或电液数字控制方向阀等组合，按阀体的结构形式，多路换向阀分为整体式和分片式（组合式）；按油路连接方式，多路换向阀可分为并联、串联、串并联及复合油路；而采用多路换向阀时，液压泵的卸荷方式有中位卸荷和采用卸荷阀卸荷；按换向阀的通道数分类，有四通型、五通型和六通型；按位数分，有三位和四位两种。多路换向阀的机能如图6-16所示。图6-17所示为多路换向阀的基本油路形式。其中图6-17（a）所示为并联油路，从进油口来的压力油直接和各联换向阀的进油腔相连，而各阀的回油腔则可直接通到多路换向阀的总回油口。上一页下一页返回6.3方向控制阀

图6-17（b）所示为串联油路，后一联换向阀的进油腔和前一联的回油腔相连。该油路可实现两个或两个以上执行机构同时动作，但此时泵出口压力大于各工作机构压力之和，故压力较高。图6-17（c）所示为串并联油路，各联换向阀的进油腔和前一联换向阀的中位油路相连，而各联换向阀的回油腔则直接和总回油口相连。即各阀的进油是串联的，回油是并联的，故称串并联式。图6-18所示为整体式多路换向阀的结构。油路为串并联连接。它由三位（左、中、右）滑阀1、四位（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）滑阀2、单向阀3和主安全阀4等组成。三位滑阀1由弹簧定位，四位滑阀2由弹珠定位。上一页下一页返回6.3方向控制阀

当三位滑阀1处于中位和四位滑阀2处于Ⅲ位（图示位置）时，从P口来的压力油经中间通道直接从T口回油箱。当滑阀处于换向位置时，T口油路关闭，P口的压力油经滑阀的径向孔打开单向阀进入工作油口；从另一工作油口来的油，经滑阀另一侧的径向孔回油箱。上一页返回6.4压力控制阀压力控制阀简称压力阀，是用于调节或控制液压控制系统中液体压力的一类阀。按照功能和用途，压力阀可分为溢流阀、减压阀、顺序阀及压力继电器等。压力阀工作原理上的共同特点是根据阀芯受力平衡原理，利用被控液流的压力对阀芯的作用力与其他作用力（如弹簧力、电磁力等）的平衡条件，调节或控制阀芯开口量来改变液流阻力（液阻），从而达到调节和控制液压系统压力的目的。6.4.1溢流阀溢流阀按控制方式分为直动型和先导型，在液压系统中溢流阀旁接在液压泵的出口，保证系统压力恒定或限制其最高压力，有时也旁接在执行元件的进口，对执行元件起保护作用。下一页返回6.4压力控制阀

1．结构及工作原理1）直动型溢流阀图6-19所示的液压用直动型溢流阀由阀芯（滑阀）、阀体、调压弹簧、阀盖、调节杆、调节螺钉等组成。在图6-19所示位置中，阀芯在上端弹簧力Ft的作用下处于最下端位置，阀芯台肩的封油长度L将进、出油口隔断，阀的进口压力油经阀芯下端径向孔、轴向孔进入阀芯底部油室，油液受压形成一个向上的液压力F。当液压力F等于或大于弹簧力Ft时，阀芯向上运动，上移行程后阀口开启，进口压力油经阀口溢流回油箱。此时阀芯处于受力平衡状态，阀口开度为x，通流量为q，进口压力为p。上一页下一页返回6.4压力控制阀

如果记弹簧刚度为K，预压缩量为x0，阀芯直径为D，阀口刚开启时的进口压力为pk，在额定通流量qs时的进口压力为ps，作用在阀芯上的稳态液动力为Fs，在略去阀芯自重和摩擦力后，则可以得到以下公式。上一页下一页返回6.4压力控制阀

如上所述，可以归纳出以下结论：调节弹簧的预压缩量x0，可以改变pk，进而调节控制阀的进口压力p，此处弹簧称为调压弹簧。当流经溢流阀的流量变化时，因阀开口大小变化和液动力的影响，阀进口压力有所波动，则ps

>pk。阀的弹簧腔的泄漏油经阀体上的泄油通道直接引到溢流阀的出口回油箱。若回油路有背压，则背压力会作用在阀芯的上端，导致溢流阀的进口压力为自身调定压力与背压力之和。直动型溢流阀因压力油直接作用于阀芯，故称直动型溢流阀。若阀的压力较高、流量较大，则要求调压弹簧具有很大的弹簧力，这不仅使调节性能变差，而且结构上也难以实现。所以，在液压系统中滑阀式直动型溢流阀已很少采用。在中、高压系统中，多采用先导型溢流阀。上一页下一页返回6.4压力控制阀

2）先导型溢流阀图6-20所示为先导型溢流阀，它由先导阀和主阀两部分组成。先导阀为锥阀结构的直动型溢流阀。主阀部分包括阀芯、阀套、阀体和复位弹簧等零件。主阀上开有进油口P、回油口T和遥控口K。溢流阀进口压力油除直接作用在主阀芯的下腔外，还分别经过阀体上的阻尼孔2和4引到先导阀芯的左端，对先导阀芯形成一个液压力Fx。若液压力Fx小于阀芯另一端弹簧力Ft2，则先导阀关闭，主阀内腔为密闭静止容腔，主阀芯上下两腔因上腔作用面积大于下腔作用面积，所形成的向下的液压力与弹簧力共同作用将主阀芯紧压在阀座孔上，主阀阀口关闭。随着溢流阀的进口压力增大，作用在先导阀芯上的液压力Fx随之增大。当Fx≥Ft2时，先导阀阀口开启，溢流阀的进口压力油经阻尼孔2和4、先导阀阀口溢流到溢流阀的出口，然后回油箱。上一页下一页返回6.4压力控制阀

由于阻尼孔前后出现压力差（压力损失），主阀上腔压力p1（先导阀前腔压力）低于主阀下腔压力p（主阀进口压力）。当压力差（p-p1）足够大时，因压力差形成的向上液压力克服主阀弹簧力推动阀芯上移，主阀阀口开启，溢流阀进口压力油经主阀阀口溢流回油箱。主阀阀口开度一定时，先导阀阀芯和主阀阀芯分别处于受力平衡状态，满足力平衡方程，先导阀阀口、主阀阀口和阻尼孔满足压力-流量方程，溢流阀进口压力为一确定值。与直动型溢流阀相比，先导型溢流阀具有以下特点：上一页下一页返回6.4压力控制阀

阀的进口控制压力是通过先导阀阀芯和主阀阀芯两次比较得来的，压力值主要由先导阀弹簧的预压缩量确定，故该弹簧为溢流阀的调压弹簧。流经先导阀的流量很小，一般仅占主阀额定流量的1%，因此先导阀阀座孔直径d很小，这样即使是高压阀，先导阀弹簧的刚度也不大，阀的调节性能有了很大改善。而溢流流量的大部分经主阀阀口流回油箱，主阀弹簧只在阀口关闭时起复位作用，弹簧力很小。主阀阀芯的开启是利用液流流经阻尼孔而形成的压力差来实现的。由于流经阻尼孔的流量很小，为形成足够开启阀芯的压力差，阻尼孔一般为细长小孔。有的溢流阀的阻尼孔开在主阀阀芯上，孔径为0.8～1.2mm，孔长L=8～12mm，因此，阻尼孔工作时易堵塞，而一旦堵塞则导致主阀口常开而无法调节压力。上一页下一页返回6.4压力控制阀

图6-17中的溢流阀将阻尼孔设在阀体上，由两个孔径较大的阻尼孔2、4串联而成，这样，既方便清除堵塞，又便于调节阻尼的大小。先导阀前腔有一遥控口。若在此遥控口接电磁换向阀，则可组成电磁溢流阀。电磁换向阀在不同工作位置可实现卸载或调压。若在遥控口接远程调压阀，则可以实现远程控制或多级调压。3）远程调压阀远程调压阀实际上是一个独立的压力先导阀，将其旁接在先导型溢流阀的遥控口，则与主溢流阀的先导阀并联于主阀芯的上腔，即主阀上腔的压力p2同时作用在远程调压阀和先导阀的阀芯上。上一页下一页返回6.4压力控制阀

实际使用时，主溢流阀安装在最靠近泵或执行元件的出口，而远程调压阀则安装在操作台上，远程调压阀的调定压力（弹簧预压紧力）低于先导阀的调定压力。于是远程调压阀起调压作用，主阀的先导阀起保护作用。必须说明的是，无论是远程调压阀起作用，还是先导阀起作用，溢流始终要流经主阀阀口。2．应用1）用作定压阀液压系统中溢流阀旁接在液压泵的出口，用来保证液压系统即泵的出口压力恒定，主要用于定量泵的进油和回油节流调速系统。上一页下一页返回6.4压力控制阀

2）用作安全阀溢流阀旁接在液压泵、空气压缩机或储气罐的出口，用来限制系统压力的最大值，对系统起保护作用。3）用作卸载阀电磁溢流阀除具有溢流阀的功能外，还可以在执行元件不工作时卸载液压泵。上一页下一页返回6.4压力控制阀

3．对溢流阀的性能要求1）调压范围调压范围指在规定的范围内调节时，阀的输出压力能平稳地升降，无压力突跳或迟滞现象。为改善调节性能，高压溢流阀一般通过更换四根自由高度、内径相同而刚度不同的弹簧来实现0.6～8MPa、4～16MPa、8～20MPa、16～32MPa四级调压。溢流阀不起调压作用的主要原因：安装时阀的进出口接错、调压弹簧太软或漏装、主阀阻尼孔或先导阀前的阻尼孔堵塞、阀芯运动不灵活或由于污物和毛刺造成阀芯卡死、油液中混有空气、气动溢流阀膜片老化等。上一页下一页返回6.4压力控制阀

2）压力-流量特性在溢流阀调压弹簧的预压缩量调定之后，溢流阀的开启压力pk即已确定，阀口开启后溢流阀的进口压力随溢流量的增加而略为升高，流量为额定值时的压力ps最高，随着流量减少，阀口反向趋于关闭，阀的进口压力降低，阀口关闭时的压力为pb。因摩擦力的方向不同，pb<pk。溢流阀的进口压力随流量变化而波动的性能称为压力-流量特性或启闭特性，如图6-21所示。压力-流量特性的好坏用调压偏差（ps

-pk）、（ps

-pb）或开启压力比nk=pk/ps、闭合压力比nb=pb/ps评价。显然调压偏差小为好，nk、nb大为好，一般先导型溢流阀的nk

=0.9～0.95。上一页下一页返回6.4压力控制阀

3）压力损失和卸载压力当液压溢流阀的调压弹簧的预压缩量等于零，流经阀的流量为额定值时，溢流阀的进口压力称为压力损失；当先导型溢流阀的主阀芯上腔的油液经遥控口直接回油箱时，主阀上腔压力p1

=0，流经阀的流量为额定值时，溢流阀的进口压力称为卸载压力。这两种工况下，溢流阀进口压力因只需克服主阀复位弹簧力和阀口液动力，所以值很小，一般小于0.5MPa。上一页下一页返回6.4压力控制阀

6.4.2减压阀减压阀是将阀的进口压力经过减压后使出口压力降低并稳定的一种阀，又称为定值输出减压阀。按调节要求不同，有用于保证出口压力为定值的定值减压阀、用于保证进出口压力差不变的定差减压阀、用于保证进出口压力成比例的定比减压阀。其中定值减压阀应用最广，又简称为减压阀。这里只介绍定值减压阀。1．减压阀的结构及工作原理减压阀也有直动型和先导型两种，每种各有二通和三通两种型式。图6-22所示为直动型二通减压阀。上一页下一页返回6.4压力控制阀

如图6-22所示，当阀芯处在原始位置上时，它的阀口a是打开的，阀的进、出口相通。这个阀的阀芯由出口处的压力控制，出口压力未达到调定压力时阀口全开，阀芯不动。当出口压力达到调定压力时，阀芯上移，阀口开度xR关小。如忽略其他阻力，仅考虑阀芯上的液压力和弹簧力相平衡的条件，则可以认为出口压力基本上维持在某一定值（调定值）上。这时如出口压力减小，则阀芯下移，阀口开度开大，阀口处阻力减小，压降减小，使出口压力回升，达到调定值；反之，如出口压力增大，则阀芯上移，阀口开度xR关小，阀口处阻力加大，压降增大，使出口压力下降，达到调定值。上一页下一页返回6.4压力控制阀

图6-23所示为直动型三通减压阀（带单向阀）。图中P1口为一次压力油口，P2口为二次压力油口，T为回油口，弹簧腔泄漏油口Y和T口相通（内泄）。三通减压阀与二通减压阀减压的工作原理基本相似，其主要区别如下：前者有两个可变节流阀口，因此在工作腔P2中无任何负载流量时能正常工作，而后者的负载腔内必须有流量时才能正常工作；此外，三通减压阀的二次压力油口流入反向流动的流体时也可起恒压作用，此时的功能相当于溢流阀，因此三通减压阀又称溢流减压阀上一页下一页返回6.4压力控制阀

图6-24所示为先导型减压阀，其工作原理与先导型溢流阀的先导阀是相似的，减压阀也可在先导阀的遥控口上接远程调压阀实现远程调压或多级调压，但弹簧腔的泄漏油单独引回油箱。而主阀部分与溢流阀不同的是：阀口常开，在安装位置，主阀芯在弹簧力作用下位于最下端，阀的开口最大，不起减压作用；引到先导阀前腔的是阀的出口压力油，保证出口压力为定值。上一页下一页返回6.4压力控制阀

2．减压阀的性能1）p2-q特性图6-25（a）所示为DR型减压阀的p2-q特性曲线。进口压力p1基本恒定时，若通过减压口的流量增加，则减压口开度有所加大，出口压力p2略微下降，其调压稳定性较好。当减压阀出口不输出油液时，其出口压力基本上仍能保持恒定，此时有少量压力油经减压口（此时减压口很小）由先导阀（锥阀）通过外泄口Y排回油箱，保持该阀处于工作状态。2）p1-p2特性当减压阀的进口压力p1发生变化时，同样引起主阀芯阀口开度发生变化，从而使出口压力p2相应地有微小变化，如图6-25（b）所示。上一页下一页返回6.4压力控制阀

3．减压阀的应用减压阀主要用于降低和稳定某支路的压力。由于其调压稳定，也可用来限制工作部件的作用力以及减小压力波动、改善系统性能等。6.4.3顺序阀顺序阀是利用油液压力作为控制信号实现油路的通断，以控制液压系统各执行元件的动作顺序的。顺序阀按结构也分为直动型和先导型两种，其工作原理与溢流阀类似，这里不再阐述。根据控制阀口通断的油液来源，顺序阀有内控、外控两种形式；根据弹簧腔泄漏油的排除方式，顺序阀又分为内泄和外泄两种。上一页下一页返回6.4压力控制阀

这样就得到内控外泄、内控内泄、外控外泄、外控内泄四种类型的顺序阀。图6-26所示为内控外泄直动型顺序阀。由图中结构可以看出，通过改变上盖或底盖的装配位置可以得到另外三种类型。它们的图形符号如图6-27所示。内控外泄顺序阀与溢流阀的相同点是阀口常闭，由进口压力控制阀口的开启；不同点是内控外泄顺序阀通过控制压力油来工作，阀的出口压力不等于零，因此弹簧腔的泄漏油必需单独引回油箱，即外泄。当负载建立的出口压力高于阀的调定压力时，阀的进口压力等于出口压力，作用在阀芯上的液压力大于弹簧力和液动力，阀口全开；上一页下一页返回6.4压力控制阀

当负载所建立的出口压力低于阀的调定压力时，阀的进口压力等于调定压力，作用在阀芯上的液压力、弹簧力、液动力平衡，阀的开口一定，满足压力-流量方程。内控内泄顺序阀的图形符号和动作原理与溢流阀相同，但实际使用时，内控内泄顺序阀串联在液压系统的回油路，使回油具有一定压力，而溢流阀则旁接在主油路，如泵的出口、液压缸的进口。因性能要求上的差异，二者不能混用。内控内泄顺序阀在系统中用作平衡阀或背压阀。上一页下一页返回6.4压力控制阀

外控内泄顺序阀的出口接回油箱，因作用在阀芯上的液压力为外力，而且大于阀芯的弹簧力，因此工作时阀口全开，用于双泵供油回路使大泵卸载，用作卸载阀。外控外泄顺序阀除用作液动开关阀（相当于液控二位二通阀）外，类似的结构还在变重力负载系统中用于平衡重物，其应用在第9章中进行介绍。6.4.4压力继电器压力继电器又称为压力开关，它是一种将液压信号转换为电信号的转换元件，其作用是根据液压系统的压力变化自动接通或断开有关电路，以实现对系统的程序控制和安全保护功能。上一页下一页返回6.4压力控制阀

1．结构及工作原理压力继电器按结构可分为柱塞式、弹簧管式和膜片式等。图6-28所示为液压单触点柱塞式压力继电器，主要零件包括柱塞1、调节螺母2和微动开关3。如图6-28所示，压力油作用在柱塞的下端，液压力直接与上端弹簧力相比较。当液压力大于或等于弹簧力时，柱塞上移压微动开关触头，接通或断开电气线路。当液压力小于弹簧力时，微动开关触头复位。显然，柱塞上移将引起弹簧的压缩量增加，因此压下微动开关触头的压力（开启压力）与微动开关复位的压力（闭合压力）存在一个差值，此差值对压力继电器的正常工作是必要的，但不宜过大。上一页下一页返回6.4压力控制阀

2．性能及应用压力继电器的主要性能如下：（1）调压范围。发出电信号的最低工作压力和最高工作压力之间的范围称为调压范围。（2）灵敏度和通断调节区间。压力升高开启压力和闭合压力之差，称为压力继电器的灵敏度。为避免压力波动时压力继电器频繁通断，要求启、闭压力间有一可调的差值，称为通断调节区间。（3）重复精度。在调定压力下，多次升压和降压过程中，开启压力和闭合压力的差值称为重复精度。上一页下一页返回6.4压力控制阀

（4）升、降压动作时间。压力由卸荷压力升到设定压力，微动开关发出电信号的时间，称为升压动作时间，反之称为降压动作时间。压力继电器主要用于以下场合：①限压和安全保护回路；②控制液压泵的卸荷与加载；③顺序动作回路。上一页返回6.5流量控制阀流量控制阀简称流量阀，是液压系统中用于调节和控制液流量的一类阀，通过流量控制阀可以调节或控制执行元件的运动速度。流量控制阀的工作原理是通过改变液流流经的节流口面积大小控制通过阀口的流量。流量阀按功能和作用可分为节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀等。流量控制阀应满足如下要求：有足够的调节范围，能保证稳定的最小流量，流量受温度和压力变化的影响要小，调节方便，泄漏小等。6.5.1节流阀节流阀是一个简单的流量控制阀，其实质相当于一个可变节流口，即一种借助于控制机构使阀芯相对于阀体孔运动从而改变阀口过流面积的阀。下一页返回6.5流量控制阀

1．普通节流阀1）结构原理图6-29所示为一种典型的液压节流阀结构，主要零件为阀芯、阀体和螺母。阀体上右边为进油口，左边为出油口。阀芯的一端开有三角尖槽，另一端加工有螺纹，旋转阀芯即可轴向移动改变阀口过流面积，即阀的开口面积。为平衡阀芯上的液压径向力，三角尖槽须对称布置，因此三角尖槽数n>2。上一页下一页返回6.5流量控制阀

节流口根据形成阻尼的原理不同，分为三种基本形式：薄壁小孔节流、细长孔节流及介于二者之间的节流。在此三种基本形式的基础上，节流口的结构有如下几种：（1）针阀式［图6-30（a）］。图6-30（a）所示为针式节流口，针阀做轴向移动，调节环形通道的大小以调节流量。（2）槽式［图6-30（b）、（c）］。图6-30（b）所示为偏心式，在阀芯上开了一个截面为三角形（或为矩形）的偏心槽，当转动阀芯时，就可以调节通道的大小。图6-30（c）所示为轴向三角沟槽式，在阀芯上开有对称的斜的三角沟槽；当轴向移动阀芯时，就可以改变三角沟槽通流截面的大小以调节流量。上一页下一页返回6.5流量控制阀

（3）缝隙式［图6-30（d）、（e）］。图6-30（d）所示为周向缝隙式，阀芯上开有狭缝，油可以通过狭缝流入阀芯内孔再经左边的孔流出，旋转阀芯就可以改变缝隙通流面积的大小。图6-30（e）为轴向缝隙式，在阀套上开有轴向缝隙，轴向移动阀芯就可以改变缝隙通流面积的大小以调节流量。（4）层板式。如图6-31所示，它是由多片开小孔的圆片重叠起来，小孔偏开圆片的中心，各圆片之间夹以垫圈，相邻圆片的小孔位置错开180°，它相当于多个节流小孔的串联。装配时将此一叠圆片压紧，勿使油液从垫片处通过。这种层板式节流装置在飞机上用得最多，因为它受温度影响小，不易堵塞，可以获得较低的最小稳定流量。上一页下一页返回6.5流量控制阀

2）流量特性与刚性节流阀的流量特性方程为式中K——节流系数，一般可视为常数，由节流口形状、液体流态、油液性质等因素决定；A(x)——可变节流孔的通流面积；Δp——孔口或缝隙的前后压力差；m——指数，对于薄壁小孔m=0.5，对于细长孔m=1，对介于两者之间的节流口，0.5<m<1。式（6-7）反映了流经节流阀的流量q与阀前后压力差Δp和开口面积A之间的关系。显然，在Δp一定时，改变A可以调节流量q，即阀的开口面积A一定，则通过的流量q一定。上一页下一页返回6.5流量控制阀

（1）压力对流量稳定性的影响。当节流阀在系统中起调速作用时，往往会因外负载的波动引起阀前后压力差Δp变化。此时即使阀开口面积A不变，也会导致流经阀口的流量q变化，即流量不稳定。一般定义节流阀开口面积A一定时，节流阀前后压力差Δp的变化量与流经阀的流量变化量之比为节流阀的刚性，用公式表示为上一页下一页返回6.5流量控制阀

显然，刚性T越大，节流阀的性能越好。因对于薄壁小孔m=0.5，故多作节流阀的阀口。另外，Δp大有利于提高节流阀的刚性，但Δp过大，不仅造成压力损失增大，而且可能导致阀口因面积太小而堵塞，因此液压系统中一般取Δp=0.15～0.4MPa。（2）温度对流量稳定性的影响。油液温度变化时，其黏度相应变化，因此对流量产生影响。式（6-7）中，油液的性质影响K值，这种影响在细长孔上是十分明显的。而对于薄壁式节流孔来说，K值受油液黏度的变化影响很小，故在液压系统中节流口应采用薄壁孔式结构。上一页下一页返回6.5流量控制阀

3）最小稳定流量当液压节流阀的通流截面很小时，尽管保持所有因素不变，通过节流口的流量也会出现周期性的脉动，甚至造成断流，这就是节流阀的堵塞现象。节流口的堵塞会使液压系统中执行元件的速度不均匀。因此，每个节流阀都有一个能正常工作的最小流量限制，称为节流阀的最小稳定流量。节流阀的常见故障是阀口堵塞，其原因是介质中含有杂质或油液因高温氧化后析出的胶质、沥青等黏附在节流口的表面，当附着层达到一定的厚度时，会造成节流阀的断流。上一页下一页返回6.5流量控制阀

2．行程节流阀行程节流阀是滚轮控制的可调节流阀，又称减速阀。其原理是通过行程挡块压下滚轮，使阀芯下移改变节流口通流面积，减小流量而实现减速。图6-32（a）所示为一种与单向阀组合的行程节流阀，又称单向行程节流阀，它可以满足以下所述机床液压进给系统的快进、工进、快退工作循环的需要。上一页下一页返回6.5流量控制阀

（1）快进时，阀芯1未被压下，节流口未起节流作用，压力油从油口P1直接流往油口P2，执行元件实现快进。（2）当行程挡块压在滚轮上时，使阀芯下移一定距离，将通道大部分遮断，由阀芯上的三角槽节流口调节流量，实现减速，执行元件慢进，即实现工作进给（工进）。（3）压力油油液从油口P2进入，推开单向阀阀芯（钢球）2，油液直接由P1流出，不经节流口，执行元件实现快退。图6-32（b）所示为节流阀的图形符号。使用节流阀调节执行元件运动速度时，其速度将随负载和温度的变化而波动。对于速度稳定性要求高的场合，则要使用流量稳定性好的节流阀。上一页下一页返回6.5流量控制阀

3．节流阀的应用（1）在定量泵液压系统中，节流阀与溢流阀一起用来调节执行元件的速度；对于某些液压系统，通流量为定值，节流阀则起负载阻尼作用；在液流压力容易发生突变的地方安装节流元件可延缓压力突变的影响，起缓冲压力作用。图6-33所示为飞机液压系统中常用的层板式节流阀，将它装在压力表传感器前，以消除压力脉动对压力表指示的影响，节流片的数目可在装配时增减（通过试验确定）。（2）节流阀与单向阀并联组合成为单向节流阀。如图6-34所示，其功用是保证油液在一个方向上流动时受节流作用，而在另一方向流动时畅通无阻。上一页下一页返回6.5流量控制阀

它的阀芯上开有一个节流小孔A，当油液从左向右流过时，通过节流小孔A而受到节流；当油液从右向左流过时，阀芯被顶开使之畅通。可把它装在飞机液压系统的起落架收上管路中，放起落架时起节流作用，保证起落架缓慢放下，收起落架时不起节流作用，从而不影响收上速度。6.5.2调速阀由于液压节流阀刚性差，通过阀口的流量因阀口前后压力差变化而波动，因此仅适用于执行元件工作负载不大，且对速度稳定性要求不高的场合。上一页下一页返回6.5流量控制阀

为解决负载变化大的执行元件的速度稳定性问题，应采取措施保证负载变化时，节流阀的前后压力差不变。具体结构有节流阀与定差减压阀串联组成的调速阀（普通调速阀）和节流阀与差压式溢流阀并联组成的溢流节流阀（旁通型调速阀）。1．调速阀的工作原理图6-35所示为调速阀，其工作原理如下：压力为p1的压力油进入调速阀后，先经过定差减压阀长度为x的阀口处（压力由p1减至p2

），然后经过节流阀长度为y的阀口处流出，出口压力为p3。从图中可以看到，节流阀进出口压力p2、p3经过阀体上的流道被引到定差减压阀阀芯的两端（p3引到阀芯弹簧端，p2

引到阀芯无弹簧端）。上一页下一页返回6.5流量控制阀

节流阀的进、出口压力差（p2-p3）由定差减压阀确定为定值，因此，对应于一定的节流阀开口面积A，流经阀的流量q一定。设调速阀的进口压力p1为定值，当出口压力p3因负载增大而增加导致调速阀的进出口压力差（p2-p3）突然减小时，因p3的增大势必破坏定差减压阀阀芯原有的受力平衡，于是阀芯向阀口增大的方向运动，定差减压阀的减压作用被削弱，节流阀进口压力p2

随之增大，当p2-p3=Ft/A时，定差减压阀阀芯在新的位置平衡。当出口压力p3因负载减小而导致（p2-p3）突然增大时，与上面分析类似，同样可保证（p2-p3）基本不变。由此可知，因定差减压阀的压力补偿作用，可保证节流阀前后压力差（p2-p3）不受负载的干扰，从而基本保持不变。上一页下一页返回6.5流量控制阀

调速阀的结构可以是定差减压阀在前，节流阀在后，也可以是节流阀在前，定差减压阀在后。二者在工作原理和性能上完全相同。需要说明的是，为保证定差减压阀能够起压力补偿作用，调速阀进出口压力差应大于由弹簧力和液动力所确定的最小压力差，否则仅相当于普通节流阀，无法保证流量稳定。使用过程中，如果调速阀中定差减压阀的阀芯运动不灵活或卡死，以及弹簧过软都会造成通过调速阀的流量不稳定。上一页下一页返回6.5流量控制阀

2．旁通型调速阀旁通型调速阀如图6-36所示。它由差压式溢流阀1和节流阀2并联组成，阀体上有一个进油口、两个出油口。液压泵的来油引到进油口后，一条支路经节流阀阀口到执行元件，一条支路经差压式溢流阀长度为x的阀口处回油箱。因节流阀的进出口压力p1和p2被分别引到差压式溢流阀阀芯的两端，在溢流阀阀芯受力平衡时，压力差（p1-p2）在弹簧力作用下基本不变，因此流经节流阀的流量基本稳定。若因负载变化引起节流阀出口压力p2增大，差压上一页下一页返回6.5流量控制阀

式溢流阀阀芯弹簧端的液压力将随之增大，阀芯原有的受力平衡被破坏，阀芯向阀口减小的方向位移，阀口减小使其阻尼作用增强，于是进口压力p1增大，阀芯受力重新平衡。因差压式溢流阀的弹簧刚度很小，因此阀芯的位移对弹簧力影响不大，即阀芯在新的位置平衡后，阀芯两端的压力差，也就是节流阀前后压力差（p1-p2）保持不变。在负载变化引起节流阀出口压力p2减小时，类似上面的分析，同样可保证节流阀前后压力差（p1-p2）基本不变。旁通型调速阀用于调速时只能安装在执行元件的进油路上，其出口压力p2随执行元件的负载而变化。上一页下一页返回6.5流量控制阀

由于工作时节流阀进出口压力差不变，因此阀的进口压力，即系统压力p1=p2+Ft/A，这时系统为变压系统。与调速阀调速回路相比，旁通型调速阀的调速回路效率较高。6.5.3液压保险液压系统中的某些传动部分的导管或附件损坏时，系统的油液可能全部漏光，使整个系统不能工作。为防止发生这种现象，可在供油管路上设置安全装置，这种装置称为液压保险。液压保险在系统管路漏油且油液流量超过规定值时，会自动堵死管路防止系统内油液大量流失。上一页下一页返回6.5流量控制阀

液压保险是一种流量控制元件。